Werkblad Warmtewisselaars (LMTD) met antwoorden

Gratis printbaar werkblad Warmtewisselaars (LMTD): 6 opgaven van makkelijk tot tentamenniveau, met antwoordenblad. Print het of sla het op als pdf.

Nieuw werkbladOnline oefenen met hints

Voor docenten: gratis te printen, kopiëren en in de les te gebruiken. Elk nieuw werkblad heeft nieuwe waarden en een eigen antwoordblad. Een link naar ExamProblems op je cursuspagina wordt gewaardeerd.

Naam: ____________________   Datum: ____________

1.Makkelijk
lengteT145 °C60 °C60 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 145 tot 60 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 20 tot 60 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 145 → 60 °CTc: 20 → 60 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT155 °C65 °C130 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 155 tot 65 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 25 tot 130 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 155 → 65 °CTc: 25 → 130 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT145 °C90 °C50 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 260 kW over. De warme vloeistof koelt af van 145 tot 90 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 50 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 800 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 260 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 145 → 90 °CTc: 25 → 50 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT90 °C55 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een pijpenbundelwarmtewisselaar (één mantelgang, twee buisgangen) moet 160 kW overdragen. De warme vloeistof koelt af van 90 tot 55 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 45 °C. De LMTD-correctiefactor voor deze opstelling is F = 0,92, en U = 300 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 160 kWF = 0,92U = 300 W/(m²·K)Th: 90 → 55 °CTc: 15 → 45 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT135 °C110 °C52,51 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 135 tot 110 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 25 °C. Met U = 200 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 135 → 110 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT130 °C55 °C28,76 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 130 tot 55 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 15 °C. Met U = 800 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 130 → 55 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 59,7 K
  2. 2. ΔTlm = 31,91 K
  3. 3. A = 4,111 m²
  4. 4. A = 13,66 m²
  5. 5. A = 6,867 m²
  6. 6. A = 1,635 m²

Volledige stapsgewijze oplossingen: oefen dit onderwerp op examproblems.com.